JPH0335529A - バイポーラ半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

バイポーラ半導体装置およびその製造方法

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JPH0335529A
JPH0335529A JP1170907A JP17090789A JPH0335529A JP H0335529 A JPH0335529 A JP H0335529A JP 1170907 A JP1170907 A JP 1170907A JP 17090789 A JP17090789 A JP 17090789A JP H0335529 A JPH0335529 A JP H0335529A
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JP
Japan
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polycrystalline silicon
silicon film
film
conductivity type
forming
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JP1170907A
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Akinori Tawara
田原 昭紀
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [概要] ベース引出し電極形バイポーラ半導体装置とその製造方
法に関し、 製造工程を変更することなく、配線容量を減少させるこ
とを目的とし、 多結晶シリコンからなるベース引出し電極を設けたバイ
ポーラ半導体装置において、配線がノンドープ多結晶シ
リコン膜を内蔵した絶縁膜上に設けられていることを特
徴とする。
[産業上の利用分野] 本発明は半導体装置の製造方法に係り、特に、ベース引
出し電極形バイポーラ半導体装置とその製造方法に関す
る。
最近、IC,LSIなどの半導体装置は高集積化して高
速化する方向に技術開発が進められているが、高集積化
すれば配線が長くなって配線容量が大きくなる問題があ
り、その低減が要望されている。
[従来の技術] 第4図は従来のバイポーラ半導体装置の構造断面図を示
しており、図中の記号lはp型シリコン基板、2はU溝
からなる素子分離帯、3はn+型埋没層、4はn型コレ
クタ層(エピタキシャル成長層)、5はp型ベース層、
6は多結晶シリコン膜からなるベース引出し電極、7は
n+型エミノタ層、8は厚いSing  (酸化シリコ
ン)膜からなるフィールド絶縁膜、9はアルミニウム膜
からなる配線、10は5iOz膜、Cは多結晶シリコン
膜C5゜アルミニウム膜C2からなるコレクタコンタク
ト電極、Bはアルごニウム膜からなるベース電極、Eは
多結晶シリコン膜E、アルξニウム膜E2からなるエミ
ッタ電極である。
[発明が解決しようとする課題] ところで、このようなベース引出し電極形バイポーラ半
導体装置を高集積化した大規模集積回路(LSI、VL
SI)が実現されつつあるが、そのように高集積化され
ると、信号線(配線)が非常に長くなって大きな寄生容
量が信号線につく。
この寄生容量は回路にとっては負荷となって回路の高速
性が害される。特に、半導体素子自体が高速化している
現在、長い信号線による速度の低下はICの性能を大き
く左右するために、配線容量を減少させることが極めて
重要である。
通常、第4図に示すように、半導体素子を設けていない
領域は配線領域になっており、SiO□膜8からなるフ
ィールド絶縁膜の下はn型エピタキシャル成長層4 (
n型コレクタ層)で、電源もしくは接地されている。従
って、Sing膜8を挟んで容量ができており、この配
線9とエピタキシャル成長層4との間の容量はSing
膜8の厚さで決定される。それを平行平板近似すると、
単位面積当りの容量Cは、 容量C=ε0 ε、/d 但し、ε。は真空誘電率、ε、は誘電体の比誘電率、d
は誘電体の膜厚 からなる式で表わされる。この式から明らかなように、
容量Cを減らすにはε、の小さい材料を使用するか、ま
たは、dを大きくするしかない。しかし、いずれも工程
の変更を伴なうために、その変更は非常に難しい。
従って、本発明は製造工程を変更することなく、配線容
量を減少させることを目的としたベース引出し電極形バ
イポーラ半導体装置とその製造方法を提案するものであ
る。
[課題を解決するための手段] その課題は、多結晶シリコンからなるベース引出し電極
を設けたバイポーラ半導体装置において、配線がノンド
ープ多結晶シリコン膜を内蔵した絶縁膜上に設けられて
いるバイポーラ半導体装置によって解決される。
また、その製造方法としては、一導電型半導体基板上に
異種導電型埋没層を介して異種導電型コレクタ層を成長
し、該異種導電型コレクタ層上に選択的にベース形成領
域とコレクタコンタクト形底領域とを露出させたフィー
ルド絶縁膜を形成する工程、 次いで、第1のノンドープ多結晶シリコン膜を被着して
選択的にパターンニングし、更に選択的に−m電型不純
物イオンを注入してドープド多結晶シリコン膜からなる
ベース引出し電極と、ノンドープド多結晶シリコン膜か
らなる配線下層とを同時に形成する工程、 次いで、上面に絶縁膜を形成し、該絶縁膜を介して異種
導電型不純物をドープした第2の多結晶シリコン膜から
なるエミッタ電極を形成する工程が含まれることを特徴
とする。
また、他の製造方法としては、一導電型半導体基板上に
異種導電型埋没層を介して異種導電型コレクタ層を成長
し、該異種導電型コレクタ層上に選択的にベース形成領
域とコレクタコンタクト形成領域とを露出させたフィー
ルド絶縁膜を形成する工程、 次いで、一導電型不純物をドープした第1の多結晶シリ
コン膜からなるベース引出し電極を形成する工程、 次いで、上面に絶縁膜を形成し、該絶縁膜を介して第2
のノンドープ多結晶シリコン膜を被着して選択的にパタ
ーンニングし、更に選択的に異種導電型不純物イオンを
注入してドープド多結晶シリコン膜からなるエミッタ電
極と、ノンドープド多結晶シリコン膜からなる配線下層
とを同時に形成する工程が含まれてなることを特徴とす
る。
[作用] 即ち、本発明は、配線下の絶縁膜中にノンドープ多結晶
シリコン膜を介在させる。
その製法としては、ベース引出し電極を形成するための
第1の多結晶シリコン膜と同時に配線下層の多結晶シリ
コン膜を形成するか、または、エミッタ電極を形成する
ための第2の多結晶シリコン膜と同時に配線下層の多結
晶シリコン膜を形成する。
そうすれば、Sin、膜からなるフィールド絶縁膜の厚
さ6000〜10000 人に対して厚さ3000〜5
000人の多結晶シリコン膜(比誘電率膜12)が増加
するために、約15%の容量低減が可能になり、且つ、
なんらの製造工程の変更も必要がない。従って、工数を
増加せずに配線遅延時間を短縮できてICの高速化が図
れる。
[実施例] 以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。
第1図は本発明にかかるバイポーラ半導体装置の構造断
面図を示しており、記号11はp型シリコン基板、12
はU清からなる素子分離帯、13はn゛型埋没層、14
はn型コレクタ層(エピタキシャル成長層)、15はp
型ベース層、 16は多結晶シリコン膜からなるベース
引出し電極、17はn1型工ξフタ層、18は厚い5i
ft  (酸化シリコン)膜からなるフィールド絶縁膜
、19はアル【ニウム膜からなる配線、20は5iO1
膜、40はノンドープ多結晶シリコン膜からなる配線下
層、Cは多結晶シリコン膜C1+ アルミニウム膜C2
からなるコレクタコンタクト電極、Bはアルミニウム膜
からなるヘース電極、Eは多結晶シリ、コン膜E、アル
ミニウム膜E2からなるエミッタ電極である。
且つ、ノンドープ多結晶シリコン膜40はベース引出し
電極16またはエミッタ電極Eの多結晶シリコン膜E、
と同時に形成する。そうすれば、製造工程の変更なしに
、配線19とn型コレクタ層(エピタキシャル成長層)
 14との間の容量を低減させることができる。
次に、第2図(a)〜(e)は本発明にかかる製造方法
(1)の工程順断面図を示している。順を追って説明す
ると、 第2図(a)参照;まず、p型シリコン基板ll上にn
+型埋没層13を介してn型コレクタ層14をエピタキ
シャル成長し、そのn型コレクタ層14にU溝からなる
素子分離帯12を形成した後、L OCOS法によって
選択的に厚いSin、膜18 (フィールド絶縁膜)を
形成する。露出部分はベース形e、領域31とコレクタ
コンタクト形成領域32である。
第2開山)参照;次いで、化学気相成長(CVD〉法に
よってノンドープ多結晶シリコン膜33(膜厚3000
〜5000人程度:第1の多結晶シリコン膜)を被着し
、次に、フォトプロセスを用いて同時にパターンニング
してベース引出し電極となる部分と配線下層となる部分
を形成する。更に、ベース引出し電極となる部分に硼素
(B゛)イオンを注入してノンドープ多結晶シリコン膜
をp型ドープ多結晶シリコン膜からなるベース引出し電
極I6に変成し、他のノンドープ多結晶シリコン膜から
なる配線下層41はそのままにノンドープにする。
第2図(C)参照;次いで、温度800〜900℃程度
で熱処理してp型ベース領域15を画定するが、その時
、露出したベース引出し電極16.配線下層410表面
にはSi Ot wA34が形成される。
第2図(d)参照;次いで、CVD法によってノンドー
プド多結晶シリコン膜35(膜厚1000〜3000人
程度;第2の多結晶シリコン膜)を被着し、更に、フォ
トプロセスを用いて同時にパターンニングしてエミッタ
電極E1となる部分、コレクタコンタクト電極C,とな
る部分を残存させ、これに砒素(^S゛)イオンを注入
し、更に、熱処理して同時にn型エミッタ領域17を画
定する。この熱処理時に、表面に5iCh膜36が形成
される。
第2図(fll)参照;次いで、Sing膜34膜形4
6を窓あけしてアルミニウム膜を被着し、これをパター
ンニングしてコレクタコンタクト電極Cのうちのアル逅
ニウム電極C□ エミッタ電極Eのうちのアルミニウム
電極E2およびベース電極Bを形成すると同時にアルミ
ニウム膜からなる配線19を形成する。
また、第3図(a)〜(e)は本発明にかかる製造方法
(II)の工程順断面図を示しており、順を追って説明
すると、 第3図(al参照;まず、p型シリコン基板ll上にn
゛型埋没113を介してn型コレクタN14をエピタキ
シャル成長し、そのn型コレクタ層14にU?Hからな
る素子分離帯12を形成した後、LOCO3法によって
選択的に厚いSin、膜18(フィールド絶縁膜)を形
成する。露出部分はベース形成領域31とコレクタコン
タクト形成領域32である。
第3図(b)参照;次いで、CVD法によってノンドー
プ多結晶シリコン膜33(膜厚3000Å程度;第1の
多結晶シリコン膜)を被着し、次に、フォトプロセスを
用いてパターンニングしてベース引出し電極となる部分
を形成し、更に、その部分に硼素(B″−)イオンを注
入してノンドープ多結晶シリコン膜をp型ドープ多結晶
シリコン膜からなるベース引出し電極16に変成する。
しかる後、温度800〜900℃程度で熱処理してp型
ベース領域15を画定する。その時、露出したベース引
出し電極16の表面にはSing膜34膜形4される。
第3図(C)参照;次いで、CVD法によってノンドー
プド多結晶シリ、コン膜35(膜厚1000〜3000
人程度;第2の多結晶シリコン膜)を被着し、更に、フ
ォトプロセスを用いて同時にパターンニングしてエミッ
タ電極E、となる部分、コレクタコンタクト電極C2と
なる部分、配線下層42となる部分を形成する。更に、
エミッタ電極E、コレクタコンタクト電極C5となる部
分に砒素(As” )イオンを注入してノンドープ多結
晶シリコン膜をn型ドープ多結晶シリコン膜に変威し、
他のノンドープ多結晶シリコン膜からなる配線下層42
はノンドープのままにする。
第3図(di参照:更に、熱処理してn型エミッタ領域
17を画定するが、この熱処理時に表面にSiO2膜3
6膜形6される。
第3図tel参照;次いで、5iOz膜34.36を窓
あけしてアルミニウム膜を被着し、これをパターンニン
グしてコレクタコンタクト電極Cのうちのアルミニウム
電極C2+ エミッタ電極Eのうちのアルミニウム電極
E2およびベース電極Bを形成すると同時にアルミニウ
ム膜からなる配&’i19を形成する。
上記のような製造方法によれば、SiO□膜18からな
るフィールド絶縁膜の厚さに厚さ3000人程度0ノン
ドープ多結晶シリコン膜が加わって、配線19とn型コ
レクタ層14との間の容量を低減させることができる。
しかも、製造工程の変更を伴なわない。従って、工数を
増加せずに配線遅延時間を短縮できて、ICの性能向上
が図れる。
[発明の効果] 以上の実施例の説明から明らかなように、本発明にかか
るバイポーラ半導体装置とその製造方法によれば製造工
程を増加することなく、配線容量を低減させることがで
きる。従って、信号の遅延が少なくなって、動作の高速
性などICの高性能化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかるバイポーラ半導体装置の構造断
面図、 第2図(al〜(e)は本発明にかかる製造方法(I)
の工程順断面図、 第3図(al〜(+31は本発明にかかる製造方法(I
I)の工程順断面図、 第4図は従来のバイポーラ半導体装置の構造断面図であ
る。 図において、 11はp型シリコン基板、 12は素子分離帯、 13はn゛型埋没層、 14はn型コレクタ層、 15はp型ベース層、 16はベース引出し電極、 17はn“型エミッタ層、 18は5i02膜(フィールド絶縁膜)、20、34.
36はSin、膜、 33は多結晶シリコン膜(第1の多結晶シリコン膜)、 35は多結晶シリコン膜(第2の多結晶シリコン膜)、 40、41.42は多結晶シリコン膜からなる配線下層
、Bはベース電極、 Eはエミッタ電極、 Cはコレクタコンタクト電極、 E、はエミッタ電極の多結晶シリコン膜、C3はコレク
タコンタクト電極の多結晶シリコン膜、を示している。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)多結晶シリコンからなるベース引出し電極を設け
    たバイポーラ半導体装置において、配線がノンドープ多
    結晶シリコン膜を内蔵した絶縁膜上に設けられているこ
    とを特徴とするバイポーラ半導体装置。
  2. (2)一導電型半導体基板上に異種導電型コレクタ層を
    成長し、該異種導電型コレクタ層上に選択的にベース形
    成領域とコレクタコンタクト形成領域とを露出させたフ
    ィールド絶縁膜を形成する工程、次いで、第1のノンド
    ープ多結晶シリコン膜を被着して選択的にパターンニン
    グし、更に選択的に一導電型不純物イオンを注入してド
    ープド多結晶シリコン膜からなるベース引出し電極と、
    ノンドープド多結晶シリコン膜からなる配線下層とを同
    時に形成する工程、 次いで、上面に絶縁膜を形成し、該絶縁膜を介して異種
    導電型不純物をドープした第2の多結晶シリコン膜から
    なるエミッタ電極を形成する工程が含まれてなることを
    特徴とするバイポーラ半導体装置の製造方法。
  3. (3)一導電型半導体基板上に異種導電型コレクタ層を
    成長し、該異種導電型コレクタ層上に選択的にベース形
    成領域とコレクタコンタクト形成領域とを露出させたフ
    ィールド絶縁膜を形成する工程、次いで、一導電型不純
    物をドープした第1の多結晶シリコン膜からなるベース
    引出し電極を形成する工程、 次いで、上面に絶縁膜を形成し、該絶縁膜を介して第2
    のノンドープ多結晶シリコン膜を被着して選択的にパタ
    ーンニングし、更に選択的に異種導 電型不純物イオン
    を注入してドープド多結晶シリコン膜からなるエミッタ
    電極と、ノンドープド多結晶シリコン膜からなる配線下
    層とを同時に形成 する工程が含まれてなることを特徴
    とするバイポーラ半導体装置の製造方法。
JP1170907A 1989-06-30 1989-06-30 バイポーラ半導体装置およびその製造方法 Pending JPH0335529A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04307739A (ja) * 1991-04-04 1992-10-29 Nec Ic Microcomput Syst Ltd 半導体装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04307739A (ja) * 1991-04-04 1992-10-29 Nec Ic Microcomput Syst Ltd 半導体装置

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